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中研院冷冻电显分析酵素 有助生质燃料增产

中研院冷冻电子显微镜中心与中央大学生命科学系合作,运用冷冻电显技术,以原子级的解析度分析出酵素的蛋白质构造,有助于生质燃料增产。(中研院提供)

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【大纪元2019年04月18日讯】(大纪元记者徐翠玲台湾台北报导)中研院冷冻电子显微镜中心主持人、生化所特聘研究员蔡明通与中央大学生命科学系助理教授陈青谕合作,运用冷冻电显技术,以原子级的解析度分析出酵素的蛋白质构造,掌握酵素特性。中研院18日表示,研究成果有助于透过基因工程,生产更多生质燃料

中研院表示,过去科学家若要研究蛋白质的原子结构,必须先将蛋白质结晶,再以X光绕射成像。冷冻电子显微镜透过低温方式固定蛋白质,省去结晶化的过程与限制,并用电子显微镜提高解析度到原子的等级,有助于把蛋白质看得更清楚。

冷冻电显技术省去蛋白质结晶化过程,并用电子显微镜提高解析度到原子的等级,有助于把蛋白质结构看得更清楚。
冷冻电显技术省去蛋白质结晶化过程,并用电子显微镜提高解析度到原子的等级,有助于把蛋白质结构看得更清楚。(中研院提供)

研究团队藉冷冻电显技术,揭露硫磺矿硫化叶菌(Sulfolobus solfataricus)的热稳定性酮醇酸还原异构酶(ketol-acid reductoisomerase,)四种状态的结构,更了解酵素活性如何受酸碱值影响。同时也发现KARI酵素可能有助增加生质燃料异丁醇的产量。

中研院说,一般酵素对帮助其作用的辅酶具高度专一性,有如同“一个锁孔对一把钥匙”的关系,但是,KARI酵素却可使用两种辅酶NADH与NADPH。透过冷冻电显技术,研究团队掌握了其“一个锁孔适用不同钥匙”的门路,也就是KARI酵素对辅酶的双重特异性。也让基因工程学家可继续探索工业应用KARI酵素的可能性。

这项研究论文已刊载于《美国化学学会期刊》(Journal of the American Chemical Society),期刊并将研究成果选为当期封面,呈现如艺术创作般、蛋白质酵素的3D立体结构图。

蔡明道表示,这次研究为国际上第一篇利用高解析度冷冻电显结构来明确探讨酶学的文章。中研院冷冻电显中心已具世界一流的等级,若善加利用此设施,将可望做出世界一级的研究。目前有将近70个研究计划正在冷冻电显中心运作,成果也将开始显现。

责任编辑:王愉悦

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